10. Коаксиалды толқын өткізгішіндегі өшу. Жолақ линиясындағы өшу.

Толқынжолдағы өшу коэффициенті

мұндағы Е_вх, Е_вых – толқынжолдың кірісіндегі және шығысындағы кернеулік амплитудалары.

Толқынжолда шығындармен

;

.

мұндағы h’ – jh”=h- комплестік бойлық толқындық сан. Егер толқынжолдың ұзындығы 1м тең болса, онда

h”=1нп/м(непер/метр),

h”-он бойлық өшу.

1 сурет – Мыстан ( ⁷см/м) жасалынған, 72х34 мм қимасымен тік бұрышты толқынжолдағы H₁₀ толқынның он бойлық өшуінің жұмыстық толқын ұзындығына тәуелділігі

Радиотехникада он бойлық өшуін децибелдің метрге қатынысында (дб/м) өлшейді.

Δ_пог=20lg(Е_вх/Е_вых) дб/м

Δ_пог=8,686 h”

Коаксиал толқынжол үшін (tgδ=0, µ=1)

b/a=3.6 болғанда h”_min.

11 Ақырғы ұзындық линияларындағы электр магниттік толқындардың таралуы. Ақырғы ұзындық линиясының пәк.

Ақырғы ұзындық линияларында жаңа шекаралық талапташрға жауап беретін жаңа өріс струкурасы қалыптасады. Бұл өзгерісті линияда негізгі құлаушы толқыннан басқа толқынның пайда болуы деп есептейді. Егер линия бірмодалы (одномодовом) режимде жұмыс істесе шағылған толқынның структурасының құлаған толқындікінен айырмашылығы болмайды.

Линияның кез келген бөлігінде шағылу коэффициенті:

.

Шағылған линияның бар болуы линияның кіріс бөлігіндегі кедергінің өзгерісіне алып келеді.

12 Электр магнитті тербелістердің қоздырылуы. Электр магнитті тербелістердің қоздыру құрылғыларына қойылатын негізгі талаптар. Токты жиектеме. Байланыс тесіктері.

Электромагниттік тербелістер - Зарядтың, ток күшінің және кернеудің периодты өзгерісін атайды. Электромагниттік тербеліс кезінде электр және магнит өрістері энергиясының бір-біріне периодты айналу процесі жүреді. Электромагниттіктербелістердібақылауүшін электрондық осциллограф қолданылады

Катушкадағы токты қоздыру арқылы немесе конденсаторға заряд беру арқылы контурдағы тербелістерді қоздыруға болады.

13 Көлемді резонатролар. Резонансты жиілік, резонансты толқын ұзындығы, көлемді резонанстардың беріктігі.Толық немесе жартылай тұйықталған көлемдер ретінде келтірілген электромагниттік тербеліс жүйелерін көлемдік резонаторлар деп атайды. Соңында тұйықталған екі сымды тарату сызықтың кесіндісінің көмегімен тербеліс жүйенің басқа типін алуға болады. Егер осы сызықты электромагнит толқынын қоздырсақ, онда кернеудің комплекстік амплитудасы мынаған тең болады:

. (1.1)

Бұл тұрып қалған толқынның теңдеуі. Z=p , U(z)=0, I(z)=I_max,

мұндағы p=1,2,3,… нүктелерінде.

Егер 1=p ұзындығымен екі ұшынан тұйықталған сызықтың кесіндісін алсақ, онда шығынсыз шексіз ұзақ болатын тербелісі бар электромагнит жүйесін аламыз. Осындай жүйенің жиіліктік сипаттамасы жай тербелмелі контурдың жиіліктік сипаттамасына сай.

1.1 сурет – Қысқа тұйықталған сызықтағы кернеумен тоқтың таралуы

1.2 сурет - – Қысқа тұйықталған сызықтың кесіндісі мен оның эквиваленттік схемасымен жасалынған тербелістік жүйе

Сызықтың кесіндісінде, (екі жағынан тұйықталған – 2 индуктивтік байланыспен қоздырылған – 1), шексіз көп резонанстық толқындар ұзындықтары болады

Сызық бойымен бір, екі және тұрып қалған жарты толқындар тұра алады.

Тік бұрышты көлемдік резонатор.Тік бұрышты толқынжол кесіндісі, екі металл беттерімен шектелген, тік бұрышты көлемдік резонатор ретінде келтірілген.

1.3 сурет – Тік бұрышты көлемдік резонатор

Берілген резонаторда H₁₀ толқынының мынандай кернеулігі болады:

(1.2)

Берілген толқынжолда тұрғын толқын х және z осьтер бойында болады және у осі бойында Е_у=const.

Z=1 болғанда , осыдан h1=pπ (12.3), мұндағы р=1,2,... теңдікті қанағаттандыратын h мәнің резонанстық бойлық толқындық сан деп атайды.

h_рез =pπ/l (1.3)

Осыдан резонатордағы резонанстық толқын ұзындығы

_рез = 2l / p (1.4)

Генератордың резонанстық толқын ұзындығы H₁₀ толқыны үшін

(1.5)

Жұмыр көлемдік резонатор.Цилиндрлік көлем, а радиусы, 1 ұзындығы және екі жағынан өткізетін торцтық қабырғалармен шектелген жұмыр металдық түтігінің кесіндісінен жасалынған, жұмыр көлемдік резонатор ретінде келтірілген. Оның ішінде Е_mn және H_mn типті толқындар тарай алады.

Толқынның резонанстық ұзындығы

Е_mn типті толқын үшін

(1.6)

H_mn типті толқын үшін

(1.7)

1=2.03a ұзындығы болғанда H₁₁₁ және Е₀₁₀ толқындардың негізгі үлгілері.

1.5 сурет – Толқындардың кейбір үлгілері үшін өрістің құрылымы

Резонатордағы толқындардың қозуына резонатор қабырғасындағы тесік арқылы енгізілген істіктің көмегі болуы мүмкін. Істік күш сызықтарына параллель болуы керек. максималды болу үшін, мұндағы - істіктік ток, істіктің жайын таңдап алу керек. Істік көмегімен резонатордан қуатты сыртқы тізбекке алуы мүмкін. Резонатордың қозуы тұзақ көмегімен де мүмкін. Резонатор өрісінің магнит ағыны тұзақтың бетінен үлкен дәрежеде өтетін жағдайда резонатордағы тербеліс амплитудасы үлкен болады. Резонаторды сыртқы тізбекке қосуды екі тәсілмен орындауға болады. Біріншісі адсорбциялық деп аталады.

1

1.7 сурет – Толқын жолдың беру коэффициентінің жиілікке тәуелділігі

.6 сурет - резонатор қосылуының

адсорбциялық тәсілі

1-Резонатор, 2-байланыс тәсілі, 3-толқынжол

Осы тәсілде толқынжолдың беру коэффициенті резонанстық жиілігінде минимум болады.

К_р=Р_вых / Р_вх.

Резонатор қосылуының екінші тәсілі өту тәсілі деп аталады.

1.8 сурет – Резонатор қосылуының өту тәсілі

Осы амалда беру коэффициенті ω=ω_рез болғанда максимум.

Резонатордың төзімділігі

Q=f_рез/П_0.707

мұндағы К_р= Р_вых / Р_вх – резонанстық жиіліктегі АЖС максималды мәнінен 0.707 деңгейдегі өткізу жолағы.

Е₀₁₀модасы үшін

Q Е₀₁₀ =21.3

ӨЖЖ диапазонында резонатордың төзімділігі он мыңдап болуы мүмкін.

Коаксиалды көлемдік резонатор.Екі ұшынан қысқартылған коаксиалды толқынжолдың кесіндісі ретінде келтірілген.

1.9 сурет – Коаксиалды көлемдік резонатордағы Т₀₀₁типті тербелістер

Осындай резонатор Т типті толқындарға жұмыс істейді, сондықтан да оның көлденең өлшемдерінің резонанстық жиілікке тәуелсіздігі әр түрлі болуы мүмкін. Коаксиалды резонатордағы Т_00Р модалар. Тұрып қалған толқындар r және φ координаталар болмайды, ал z осі бойында р тұрып қалған жарты толқындар болады.

14. Тасымалдау линияларын келістіру. Тасымалдау линияларын келістірудің негізгі әдістері. Төрттен бір бөлікті толқынды трансформатор. Қадамды және экспоненциалды трансформаторлар. Сіңдірушілер.Келістіру шарты R_ж=R_т, Х_ж=Х_т. Жалпы келістіру принципі – жолға, жүктемеге жақындау етіп келістіретін элемент қосудан тұрады.

Келістіру мақсаты:

а) Жүктеме берілетін қуатты күшейту.

б) Жолдың электрлік бекріктігін күшейту.

в) Жолдың КПД – сін күшейту.

г) Генераторға шағылысқан толқынның зиянды әсерін жою.

2Δf=(0,01 – 0,1)f₀ жиілігінде жолық тар жолақ деп есептеледі. Мұндағы f₀ – жолақтың орташа жиілігі. Бұл жолақта К_тт<К_тт.тол болуы керек.

1.1 Cурет – (f) Тәуелділігі

Күре жол (тракт) түрінен және пайдалану шарттарына тәуелді =1.02…....2. Тар жолақта келістіру үшін: ширек толқындық трансформатор, тізбектелген шлейф, параллельді шлейф, екі немесе үш тізбектелген, немесе параллельді шлейфтерді қолданады.

Ширек толқынды трансформатор

Бұл – ұзындығы - ге тең, жолдың толқындық кедергісі таза активті, яғни кернеудің максимум немесе минимум нүктедегі жерде негізгі жолдың үзілісіне қосылған жолдың кесіндісі.

Кесіндінің толқындық кедергісі (1.1)

мұндағы - жолдың толқындық кедергісі,

- – қимасындағы жолдың кіріс кедергісі.

1.2 сурет – Ширек толқындық трансформатор көмегімен жолдың келістірілуі.

Кернеудің максимумында және ,

кернеудің минимумында және .

Тізбектелген шлейф – бұл жол сымдарының біреуінің үзілуіне қосылатын толқындық кедергісі бар ұзындығы1-ге тең қысқа тұйықталан жолдың кесіндісі.

1.3 сурет – Тізбектелген шлейф көмегімен жолдың келістірілуі.

(1.2)

; 𝝱=

Шлейфті қосу нүктесінде

(1.3)

Параллельді шлейф дегеніміз, нүктесінде жолға параллель қосалқы қысқа тұйықталған жолдың кесіндісін атаймыз.

1.4 сурет- Параллельді шлейфпен жолдың келістірілуі

; 𝝱=

мұндағы - жүктемеден кернеудің бірінші максимумына дейінгі арақашықтық.

Екі шлейфтің кемшілігі: жүктеме өзгерсе шлейфтің ұзындығы мен оның қосылған жерін өзгерту керек екендігінде. Екі шлейфті (параллельді және тізбекті) қолданған кезде, біріншісі жүктеме қосылған нүктесінде, ал екіншісі жүктемеден λ/4 арақашықтықта қосылады. Біріншісі шлейфтің ұзындығын таңдағанда, жолдың кіріс кедергісінің активті бөлігі екінші шлейфке қосылған жерінде жолдың толқындық кедергісіне тең болуын қамтамасыз етеді. Екінші шлейф ұзындыгын таңдағанда, жолдың кіріс кедергісінің реактивті бөлігін компенсациялайды. Екі тізбектелген шлейф болғанда, ал екі параллельді шлейф болғанда келістіруді қамтамасыз етеді. Үш шлейфті қолдану кезінде кез-келген жүктемеде келістіруді қамтамасыз етеді. Бірінші шлейф жүктемеге , ал қалған екеуі сәйкесінше жүктемеден λ/4 және λ/2 арақашықтықта қосылады. болғанда бірінші және екінші тізбектелген шлейфтер қолданылады, ал үшіншісінің ұзындығын λ/4-тең етіп орнатады.

болғанда екінші және үшінші шлейф қолданылады, ал біріншісінің ұзындығын λ/4-тең етіп орнатады. Параллельді шлейфтер ұқсас жұмыс істейді, болғанда 1 және 2, ал болғанда 2 және 3 шлейфтер жұмысқа қатысады.

Кең жолақты келістіру

Тәжірибе жүзінде келістіру 10% және одан жоғары жиілік жолағында керек. Негізгі кең жолақты келістірілген құрылғылар болып саналатындар; кең жолақты жиілікті компенсаторлар, сатылы трансформаторлар, бірыңғай емес жолдар немесе бір қалыпты ауысу.

Жиіліктік компенсация қағидасы – жүктеменің реактивті кедергісімен келістіретін элементтің жиіліктік өзгерісінің өзара компенсациясынан құралады.

а) б)

1.5 сурет–Жүктеменің реактивті өткізгіштің жиіліктік компенсациясы

Жүктеме өткізгіштігінің активті бөлігі ширек толқындық трансформатор көмегімен келістіріле алады.

Сатылы трансформатор – жолды активті жүктемемен келістіруі үшін қолданады және де тарату жол кесінділерінің әртүрлі толқындық кедергілермен каскадты қосылысын көрсетеді, бірақ ұзындықтары бірдей болады.

1.6 сурет – Сатылы трансформатор

Жұмыстық өшу деп, L(𝟃Б)=10lg( ).

Сатылы трасформатордың жиіліктік сипаттамасы:

L=f(Θ)

мұндағы Θ=2𝜋l/λ

1 – бір сатының ұзындығы;

Θ – бір сатының электірлік ұзындығы

Мына екі түрдегі жиілік сипаттамалы трансформаторлар көбінесе қолданылады:

а) Чебышев сипаттамасымен;

б) Максималды жазық сипаттамамен.

1.7 сурет – Чебышев сипаттамасымен сатылы трансформатордың жиіліктік сипаттамасы

1.8 сурет – Максималды жазық сатылы трансформатордың сипаттамасы